KR102099307B1 - Turbulence generating structure for enhancing cooling performance of liner and a gas turbine combustor using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 트랜지션 피스 냉각성능 향상을 위한 라이너 냉각을 촉진하는 난류 생성 구조 및 이를 포함하는 가스 터빈용 연소기에 관한 것으로, 상세히는 덕트 조립체의 냉각을 위한 라이너 및 유동 슬리브로 이루어진 이중 구조의 측면부에 적용되는 라이너 냉각 구조로서, 상기 라이너 표면에 축방향을 따라 복수의 리브가 돌출되도록 배치되고, 상기 리브에는 축방향을 따라 일정한 간격으로 블럭이 더 돌출되도록 형성되어 상기 블럭 사이에는 쿨링홀이 마련되되, 인접한 어느 한 리브 사이의 제1 유로 간격은, 상기 제1 유로 간격과 인접한 제2 유로 간격보다 넓게 형성되고, 상기 제1 유로 간격 및 제2 유로 간격이 반경방향을 따라 반복적으로 배치되어 냉각용 압축공기가 압력이 낮은 유로로 상호 침투되도록 난류 발생부가 구비됨으로써, 제한된 냉각공기를 이용하여 라이너 표면에서의 체류시간 및 냉각면적이 극대화될 수 있는 최적의 난류를 생성하면서도, 압력 강하를 회피할 수 있는, 전반적으로 라이너 냉각 효율이 상승된 라이너 냉각을 촉진하는 난류 생성 구조 및 이를 포함하는 가스 터빈용 연소기에 관한 것이다.The present invention relates to a turbulence generating structure that promotes liner cooling for improving transition piece cooling performance, and a combustor for a gas turbine comprising the same, in detail applied to a side portion of a dual structure consisting of a liner and a flow sleeve for cooling a duct assembly As a liner cooling structure, a plurality of ribs are arranged to protrude along the axial direction on the surface of the liner, and the ribs are formed to protrude blocks at regular intervals along the axial direction to provide cooling holes between the blocks. The first flow path gap between any one rib is formed wider than the second flow path gap adjacent to the first flow path gap, and the first flow path gap and the second flow path gap are repeatedly arranged along the radial direction to compress compressed air for cooling. Turbulent flow generation is provided to allow mutual penetration into the low pressure flow path, thereby limiting cooling. A turbulence generating structure that promotes liner cooling with increased liner cooling efficiency, which can avoid pressure drop while generating optimal turbulence that can maximize the residence time and cooling area on the liner surface using air, and It relates to a combustor for a gas turbine including this.

Description

라이너 냉각을 촉진하는 난류 생성 구조 및 이를 포함하는 가스 터빈용 연소기{TURBULENCE GENERATING STRUCTURE FOR ENHANCING COOLING PERFORMANCE OF LINER AND A GAS TURBINE COMBUSTOR USING THE SAME}Turbine generation structure that promotes liner cooling and gas turbine combustor including the same TECHNICAL STRUCTURE FOR ENHANCING COOLING PERFORMANCE OF LINER AND A GAS TURBINE COMBUSTOR USING THE SAME

본 발명은 가스 터빈에 관한 것으로, 보다 상세히는 가스 터빈용 연소기에 적용되는 라이너의 필름냉각 촉진을 위한 덕트 조립체 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a gas turbine, and more particularly, to a duct assembly structure for promoting film cooling of a liner applied to a combustor for a gas turbine.

가스 터빈용 연소기는, 압축기 및 터빈 사이에 구비되어 압축기에서 공급되는 압축 공기를 연료와 혼합하여 등압 연소시켜 높은 에너지의 연소가스를 만들어 연소가스의 열에너지를 기계적인 에너지로 변환시키는 터빈에 보내는 역할을 수행한다.The gas turbine combustor is provided between the compressor and the turbine, and mixes compressed air supplied from the compressor with fuel to equalize pressure to produce a high-energy combustion gas, and sends it to a turbine that converts thermal energy of the combustion gas into mechanical energy. Perform.

이러한 연소기에는 고온의 연소가스와 직접 접촉하는 라이너 및 이를 감싸는 유동 슬리브 등으로 이루어진 덕트 조립체가 구비되는데, 트랜지션 피스 등은 적절한 냉각이 필수적이므로 이를 위하여 압축기에서 흘러나온 압축공기의 일부 또는 전부를 유동 슬리브의 인입홀을 통하여 안쪽의 환형 공간부로 침투시켜 라이너의 냉각을 도모하고 있다(도 2 참조).Such a combustor is provided with a duct assembly composed of a liner in direct contact with high-temperature combustion gas and a flow sleeve surrounding it, and a transition piece or the like is essential for proper cooling, so for this purpose, part or all of the compressed air flowing out of the compressor is flow sleeve It penetrates into the annular space part inside through the inlet hole of to promote cooling of the liner (see FIG. 2).

특히, 라이너 내부에서 점화 및 연소가 진행됨에 따라 고온의 연소가스(H)가 하류로 흐름으로써 라이너 표면은 지속적으로 고온의 환경에 노출된다. 반면, 냉각용 압축공기는 라이너 및 유동 슬리브로 감싸여진 측면부를 통하여 필름냉각을 위한 흐름을 형성하게 된다(도 3 참조). 특히, 탄성 지지수단(실 : Seal)이 결합된 후방 라이너 표면은 냉각 성능이 취약하여, 표면에 형성된 인입홀을 통하여 실과 연소실 사이에 별도의 유로를 형성시키고 있다(도 4 참조).In particular, as the ignition and combustion progress inside the liner, the hot combustion gas H flows downstream, so that the surface of the liner is continuously exposed to the high temperature environment. On the other hand, the compressed air for cooling forms a flow for cooling the film through a side portion wrapped with a liner and a flow sleeve (see FIG. 3). In particular, the surface of the rear liner to which the elastic support means (seal: seal) is coupled has poor cooling performance, thereby forming a separate flow path between the seal and the combustion chamber through the inlet hole formed on the surface (see FIG. 4).

그런데 종래의 이 같은 라이너 냉각을 위한 표면 구조에 따르면, 유동 슬리브의 인입홀로부터 유도되는 압축공기의 흐름이 단순하고, 특히 후방 라이너의 내부로 인입되는 유로 역시 마찬가지여서, 제한된 압축공기를 이용하여 발휘할 수 있는 최대의 냉각 효율에는 미치지 못하는 문제가 있었다.However, according to the surface structure for cooling the liner in the related art, the flow of compressed air induced from the inlet hole of the flow sleeve is simple, and particularly, the flow path to the inside of the rear liner is the same, so it can be exerted using limited compressed air. There was a problem that could not reach the maximum possible cooling efficiency.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 압축기로부터 공급되는 제한된 냉각공기를 이용하여 라이너 표면에서의 체류시간 및 냉각면적이 극대화될 수 있는 최적의 난류를 생성하면서도, 압력 강하를 회피할 수 있는, 전반적으로 라이너 냉각 효율이 상승된 난류 생성 구조 및 이를 포함하는 가스 터빈용 연소기를 제공하는데 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, by using the limited cooling air supplied from the compressor to create an optimal turbulence that can maximize the residence time and cooling area on the surface of the liner, while avoiding the pressure drop. It is an object to provide a combustor for a gas turbine including a turbulent flow generating structure and an improved liner cooling efficiency.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 라이너 냉각을 촉진하는 난류 생성 구조 및 이를 포함하는 가스 터빈용 연소기는, 덕트 조립체의 냉각을 위한 라이너 및 유동 슬리브로 이루어진 이중 구조의 측면부에 적용되는 라이너 냉각 구조로서, 상기 라이너 표면에 축방향을 따라 복수의 리브가 돌출되도록 배치되고, 상기 리브에는 축방향을 따라 일정한 간격으로 블럭이 더 돌출되도록 형성되어 상기 블럭 사이에는 쿨링홀이 마련되되, 인접한 어느 한 리브 사이의 제1 유로 간격은, 상기 제1 유로 간격과 인접한 제2 유로 간격보다 넓게 형성되고, 상기 제1 유로 간격 및 제2 유로 간격이 반경방향을 따라 반복적으로 배치되어 냉각용 압축공기가 압력이 낮은 유로로 상호 침투되도록 구비되는 제1 난류 발생부를 포함하는 것을 특징으로 한다.A turbulence generating structure that promotes liner cooling according to the present invention for achieving the above object and a combustor for a gas turbine comprising the same, liner cooling applied to a side portion of a dual structure composed of a liner and a flow sleeve for cooling the duct assembly As a structure, a plurality of ribs are arranged to protrude along the axial direction on the surface of the liner, and the ribs are formed to protrude blocks at regular intervals along the axial direction to provide cooling holes between the blocks, and any one adjacent rib The first flow path interval between is formed to be wider than the second flow path interval adjacent to the first flow path interval, and the first flow path interval and the second flow path interval are repeatedly arranged along the radial direction, thereby compressing compressed air for cooling. It characterized in that it comprises a first turbulence generating unit provided to be mutually penetrated into the low flow path.

또한, 상기 제1 난류 발생부는, 상기 리브에 형성된 블럭의 전후면이 경사지도록 형성되어 상기 쿨링홀에 의해 형성되는 유로가 사선방향으로 유도되는 것을 특징으로 한다.In addition, the first turbulence generating unit is characterized in that the front and rear surfaces of the block formed on the rib are inclined so that the flow path formed by the cooling hole is guided in a diagonal direction.

또한, 상기 블럭의 경사면은 상기 제1 유로 간격 또는 제2 유로 간격을 중심으로 대칭되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the inclined surface of the block is characterized in that it is formed to be symmetrical about the first flow path spacing or the second flow path spacing.

또한, 상기 블럭의 경사면은 축방향에 대하여 예각을 형성하는 것을 특징으로 한다.In addition, the inclined surface of the block is characterized in that it forms an acute angle with respect to the axial direction.

또한, 상기 제1 난류 발생부는, 축방향에 따라 제1 유로 간격 및 제2 유로 간격이 가변되는 것을 특징으로 한다.In addition, the first turbulence generating unit is characterized in that the first flow path spacing and the second flow path spacing are variable along the axial direction.

또한, 축방향을 따라 상기 제1 유로 간격 및 제2 유로 간격이 각각 제2 유로 간격 및 제1 유로 간격으로 가변되도록 상기 리브에는 결절부가 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, a notch is formed in the rib so that the first flow path spacing and the second flow path spacing are variable in the second flow path spacing and the first flow path spacing, respectively, along the axial direction.

또한, 상기 라이너 표면에 반경방향을 따라 일정한 간격으로 블럭이 돌출되도록 배치되고, 상기 블럭은 축방향을 따라 서로 교차되도록 구비되어 상기 블럭 사이에는 쿨링 공간이 마련되는 제2 난류 발생부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the block is arranged to protrude blocks at regular intervals along the radial direction on the surface of the liner, and the blocks are provided to intersect with each other along the axial direction and include a second turbulence generating unit provided with a cooling space between the blocks. Is done.

또한, 상기 제2 난류 발생부는, 상기 블럭의 전후면이 경사지도록 형성되어 상기 쿨링 공간에 의해 형성되는 유로가 사선방향으로 유도되는 것을 특징으로 한다.In addition, the second turbulence generating unit is formed so that the front and rear surfaces of the block are inclined, and the flow path formed by the cooling space is guided in a diagonal direction.

또한, 상기 제1 난류 발생부에 구비된 리브 사이의 유로 간격이 제2 난류 발생부로 이어지도록 반경방향을 따라 배치되는 블럭이 소정의 간격을 두고 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, it is characterized in that the blocks arranged along the radial direction are formed at predetermined intervals so that the flow path between the ribs provided in the first turbulence generating unit leads to the second turbulence generating unit.

또한, 상기 제2 난류 발생부는, 상기 블럭의 모서리부에 챔퍼가 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the second turbulence generating unit, characterized in that the chamfer is formed in the corner of the block.

또한, 상기 제2 난류 발생부는, 상기 챔퍼는 블럭의 전면에만 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the second turbulence generating unit, characterized in that the chamfer is formed only on the front surface of the block.

또한, 상기 챔퍼는 곡면으로 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the chamfer is characterized in that it is formed of a curved surface.

또한, 상기 라이너 표면에는 냉각용 압축공기의 흐름에 따라 제1 난류 발생부 및 제2 난류 발생부가 순차적으로 구비되는 특징으로 한다.In addition, the surface of the liner is characterized in that the first turbulent flow generator and the second turbulent flow generator are sequentially provided according to the flow of compressed air for cooling.

또한, 상기 후방 라이너 표면에는 제1 난류 발생부 및 제2 난류 발생부가 순차적으로 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, the rear liner surface is characterized in that the first turbulence generating portion and the second turbulence generating portion are sequentially provided.

또한, 상기 제1 난류 발생부 및 제2 난류 발생부는 냉각용 압축공기의 유속 및 유량을 변수로 경계지어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the first turbulence generator and the second turbulence generator are characterized in that the flow rate and flow rate of the compressed air for cooling are bounded by variables.

또한, 상기 라이너 표면에는 축방향 및 반경방향을 따라 핀이 돌출되도록 배치되고, 상기 핀 사이에는 쿨링 공간이 마련되는 제3 난류 발생부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the surface of the liner is arranged to protrude the pins in the axial and radial directions, it characterized in that it comprises a third turbulence generating portion is provided with a cooling space between the fins.

또한, 상기 라이너 표면에는 냉각용 압축공기의 흐름에 따라 제1 난류 발생부, 제2 난류 발생부 및 제3 난류 발생부가 선택적 및 순차적으로 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, the surface of the liner is characterized in that the first turbulence generator, the second turbulence generator and the third turbulence generator are selectively and sequentially provided according to the flow of compressed air for cooling.

또한, 상기 후방 라이너 표면에는 제1 난류 발생부, 제2 난류 발생부 및 제3 난류 발생부가 선택적 및 순차적으로 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, the rear liner surface is characterized in that the first turbulence generating portion, the second turbulence generating portion and the third turbulence generating portion are provided selectively and sequentially.

본 발명인 라이너 냉각을 촉진하는 난류 생성 구조를 덕트 조립체 및 이를 포함한 가스 터빈용 연소기에 적용함으로써, 가스 터빈의 압축기로부터 공급되는 제한된 압축공기로 최적의 난류를 생성시켜 라이너 표면에서의 체류시간 및 냉각면적을 극대화하고, 압력 강하를 최소화하여 전반적으로 라이너 냉각 효율을 상승시킬 수 있는 이점이 있다.By applying the turbulence generating structure that promotes the cooling of the liner of the present invention to a duct assembly and a gas turbine combustor including the same, residence time and cooling area on the surface of the liner are generated by generating optimal turbulence with limited compressed air supplied from the compressor of the gas turbine. It has the advantage of maximizing and minimizing the pressure drop to increase the overall liner cooling efficiency.

특히, 냉각 성능이 취약한 후방 라이너 표면으로 인입되는 제한된 냉각용 압축공기로 유속 및 유량에 최적화된 난류 생성 구조를 제공함으로써, 실이 결합된 라이너 내부에 대하여 집중 냉각을 수행할 수 있는 이점이 있다. In particular, by providing a turbulent flow generation structure optimized for flow rate and flow rate with limited cooling compressed air introduced into the rear liner surface having poor cooling performance, there is an advantage of performing intensive cooling on the inside of the liner in which the seal is coupled.

다만, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 가스 터빈의 전체적인 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 종래의 가스 터빈의 연소기 및 냉각용 압축공기의 인입을 설명한 도면이다.
도 3은 종래의 라이너 및 이를 감싸는 유동 슬리브의 냉각용 압축공기의 흐름을 나타낸 도면이다.
도 4는 종래의 탄성 지지수단이 결합된 라이너 후방 표면의 냉각용 압축공기의 흐름을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명인 라이너 냉각을 촉진하는 난류 생성 구조에 따른 난류 발생부의 일 실시예를 전체적으로 나타낸 도면이다.
도 6는 본 발명인 라이너 냉각을 촉진하는 난류 생성 구조에 따른 난류 발생부의 다른 실시예를 전체적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명인 라이너 냉각을 촉진하는 난류 생성 구조에 따른 난류 발생부의 또 다른 실시예를 전체적으로 나타낸 도면이다.
도 8의 (a) 및 (b)는 본 발명인 라이너 냉각을 촉진하는 난류 생성 구조에 따른 제1 난류 발생부 및 제2 난류 발생부의 일 실시예를 설명하기 위한 배치도이다.
도 9는 본 발명인 라이너 냉각을 촉진하는 난류 생성 구조에 따른 제2 난류 발생부의 다른 실시예를 전체적으로 나타낸 도면이다.
도 10 내지 도 12는 본 발명인 라이너 냉각을 촉진하는 난류 생성 구조에 따른 제2 난류 발생부의 또 다른 실시예를 전체적으로 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명인 라이너 냉각을 촉진하는 난류 생성 구조에 따른 제3 난류 발생부의 일 실시예를 전체적으로 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명인 라이너 냉각을 촉진하는 난류 생성 구조에 따른 난류 발생부들의 배치를 나타낸 개념도이다.
도 15의 (a) 및 (b)는 본 발명인 라이너 냉각을 촉진하는 난류 생성 구조에 따른 난류 발생부 배치의 따른 실시예를 나타낸 개념도이다.
도 16은 본 발명인 라이너 냉각을 촉진하는 난류 생성 구조가 적용된 라이너 전방 표면의 일 실시예에 따른 모습을 나타낸 것이다.
1 is a view showing the overall structure of a gas turbine.
2 is a view for explaining the introduction of compressed air for cooling and combustion of a conventional gas turbine.
3 is a view showing the flow of compressed air for cooling of a conventional liner and a flow sleeve surrounding it.
4 is a view showing the flow of compressed air for cooling of the rear surface of a liner to which a conventional elastic support means is coupled.
5 is a view showing an embodiment of a turbulence generating unit according to a turbulence generating structure that promotes cooling of the liner according to the present invention.
6 is a view showing another embodiment of a turbulence generating unit according to a turbulence generating structure that promotes cooling of the liner according to the present invention.
7 is a view showing another embodiment of a turbulence generating unit according to a turbulence generating structure that promotes cooling of the liner according to the present invention.
8 (a) and 8 (b) are layout views for explaining an embodiment of the first turbulence generation unit and the second turbulence generation unit according to the turbulence generation structure that promotes cooling of the liner according to the present invention.
9 is a view showing another embodiment of the second turbulence generating unit according to the turbulence generating structure that promotes cooling of the liner according to the present invention.
10 to 12 is a view showing another embodiment of the second turbulence generating unit according to the turbulence generating structure to promote the inventors liner cooling.
13 is a view showing an embodiment of a third turbulence generating unit according to a turbulence generating structure that promotes cooling of the liner according to the present invention.
14 is a conceptual view showing the arrangement of the turbulence generating parts according to the turbulence generating structure that promotes cooling of the liner according to the present invention.
15 (a) and 15 (b) are conceptual diagrams showing an embodiment of the arrangement of the turbulence generating unit according to the turbulence generating structure that promotes cooling of the liner according to the present invention.
16 is a view according to an embodiment of the front surface of the liner to which the present invention is applied with a turbulence generating structure that promotes cooling of the liner.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시형태를 설명함에 있어서 당업자라면 자명하게 이해할 수 있는 공지의 구성에 대한 설명은 본 발명의 요지를 흐리지 않도록 생략될 것이다. 또한 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 부여할 것이며, 도면을 참조할 때에는 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등이 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있음을 고려하여야 한다.In describing the embodiments of the present invention, descriptions of well-known structures that will be apparent to those skilled in the art will be omitted so as not to obscure the subject matter of the present invention. In addition, in adding the reference numerals to the components of each drawing, the same reference numerals will be assigned to the same components, even if they are displayed on different drawings, and when referring to the drawings, the thickness or configuration of the lines shown in the drawings It should be considered that the size of the elements may be exaggerated for clarity and convenience of explanation.

그리고, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 개재되면서 간접적으로 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고도 이해되어야 할 것이다.And, in describing the components of the embodiments of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), (b), and the like can be used. These terms are only for distinguishing the component from other components, and the nature, order, or order of the component is not limited by the term. When a component is described as being "connected", "coupled" or "connected" to another component, the component may be directly connected to or connected to the other component, but another component between each component It should also be understood that intervening may be indirectly "connected", "coupled" or "connected".

가스 터빈의 열역학적 사이클은 이상적으로는 브레이튼 사이클(Brayton cycle)을 따른다. 브레이튼 사이클은 등엔트로피 압축(단열 압축), 정압 급열, 등엔트로피 팽창(단열 팽창), 정압 방열로 이어지는 4가지 과정으로 구성된다. 즉, 대기의 공기를 흡입하여 고압으로 압축한 후 정압 환경에서 연료를 연소하여 열에너지를 방출하고, 이 고온의 연소가스를 팽창시켜 운동에너지로 변환시킨 후에 잔여 에너지를 담은 배기가스를 대기 중으로 방출한다. 즉, 압축, 가열, 팽창, 방열의 4 과정으로 사이클이 이루어진다.The thermodynamic cycle of the gas turbine ideally follows the Brayton cycle. The Brighton cycle consists of four processes: isoentropy compression (thermal compression), constant pressure rapid expansion, isoentropy expansion (thermal expansion), and constant pressure heat dissipation. That is, after inhaling atmospheric air and compressing it at a high pressure, the fuel is burned in a static pressure environment to release thermal energy, and this high-temperature combustion gas is expanded and converted into kinetic energy, and then exhaust gas containing residual energy is released into the atmosphere. . That is, the cycle consists of four processes: compression, heating, expansion, and heat dissipation.

위와 같은 브레이튼 사이클을 실현하는 가스 터빈은 압축기와 연소기, 터빈을 포함한다. 도 1은 가스 터빈(1000)의 전체적인 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 이하의 설명은 도 1을 참조하겠지만, 본 발명의 설명은 도 1에 예시적으로 도시된 가스 터빈(1000)과 동등한 구성을 가진 터빈 기관에 대해서도 폭넓게 적용될 수 있다.The gas turbine that realizes the above Brayton cycle includes a compressor, a combustor, and a turbine. 1 is a view schematically showing the overall configuration of a gas turbine 1000. Although the following description will refer to FIG. 1, the description of the present invention can be widely applied to a turbine engine having a configuration equivalent to the gas turbine 1000 exemplarily illustrated in FIG. 1.

가스 터빈(1000)의 압축기(1100)는 공기를 흡입하여 압축하는 역할을 하는 부분이며, 연소기(1200)에 연소용 공기를 공급하는 한편 가스 터빈(1000)에서 냉각이 필요한 고온 영역에 냉각용 공기를 공급하는 것이 주된 역할이다. 흡입된 공기는 압축기(1100)에서 단열압축 과정을 거치게 되므로, 압축기(1100)를 통과하는 공기의 압력과 온도는 올라가게 된다. 도 1과 같은 대형 가스 터빈(1000)에서의 압축기(1100)는 다단 축류 압축기로 구성되어 각 단을 거치면서 목표로 하는 압축비까지 대량의 공기를 압축한다.The compressor 1100 of the gas turbine 1000 is a part that plays a role of inhaling and compressing air and supplies air for combustion to the combustor 1200 while air for cooling to a high temperature region where cooling is required in the gas turbine 1000 The main role is to supply. Since the intake air undergoes an adiabatic compression process in the compressor 1100, the pressure and temperature of the air passing through the compressor 1100 rises. The compressor 1100 in the large gas turbine 1000 as shown in FIG. 1 is composed of a multi-stage axial compressor and compresses a large amount of air up to a target compression ratio through each stage.

그리고, 연소기(1200)는 압축기(1100)의 출구로부터 공급되는 압축공기를 연료와 혼합하여 등압 연소시켜 높은 에너지의 연소가스를 만들어 낸다. 도 2는 가스 터빈(1000)에 구비되는 연소기(1200)의 일례를 보여준다. 연소기(1200)는 압축기(1100)의 하류에 배치되며, 환형을 이루는 연소기 케이싱(1210)을 따라 복수 개의 버너(1220)가 배치된다. 각 버너(1220)에는 수 개의 연소 노즐(1230)이 구비되며, 이 연소 노즐(1230)에서 분사되는 연료가 공기와 적절한 비율로 혼합되어 연소에 적합한 상태를 이루게 된다.Then, the combustor 1200 mixes the compressed air supplied from the outlet of the compressor 1100 with the fuel to equalize pressure to produce high-energy combustion gas. 2 shows an example of the combustor 1200 provided in the gas turbine 1000. The combustor 1200 is disposed downstream of the compressor 1100, and a plurality of burners 1220 are disposed along the annular combustor casing 1210. Each burner 1220 is provided with several combustion nozzles 1230, and fuel injected from the combustion nozzles 1230 is mixed with air in an appropriate ratio to achieve a state suitable for combustion.

가스 터빈(1000)에는 가스 연료와 액체 연료, 또는 이들이 조합된 복합 연료가 사용될 수 있다. 법적 규제의 대상이 되는 일산화탄소와 질소산화물 등의 배출가스 양을 저감하기 위한 연소 환경을 만드는 것이 중요한데, 연소 제어가 상대적으로 어렵기는 하지만 연소온도를 낮추고 균일한 연소를 만들어 배출가스를 줄일 수 있다는 장점이 있어 근래에는 예혼합 연소가 많이 적용된다.The gas turbine 1000 may be a gas fuel and a liquid fuel, or a combination fuel combined with them. It is important to create a combustion environment to reduce the amount of exhaust gas, such as carbon monoxide and nitrogen oxide, which are the subject of legal regulation. Although the combustion control is relatively difficult, the advantage of being able to reduce the exhaust gas by reducing the combustion temperature and making uniform combustion is important. Therefore, a lot of premixed combustion is applied in recent years.

예혼합 연소의 경우에는 압축공기가 연소 노즐(1230)에서 분사되는 연료와 혼합된 후 연소실(1240) 안으로 들어간다. 예혼합 가스의 최초 점화는 점화기를 이용하여 이루어지며, 이후 연소가 안정되면 연료와 공기를 공급하는 것으로 연소는 유지된다.In the case of premixed combustion, compressed air is mixed with fuel injected from the combustion nozzle 1230 and then enters the combustion chamber 1240. The initial ignition of the premixed gas is performed using an igniter, and when combustion is stabilized, combustion is maintained by supplying fuel and air.

연소기(1200)는 가스 터빈(1000)에서 가장 고온 환경을 이루기 때문에 적절한 냉각이 필요하다. 특히 가스 터빈(1000)에 있어서는 터빈 입구 온도(Turbine Inlet Temperature, TIT)가 매우 중요하게 취급되는데, 일반적으로 터빈 입구 온도가 높을수록 가스 터빈(1000)의 효율이 증가하기 때문이다. 또한, 터빈 입구 온도가 높을수록 가스 터빈 복합 발전에도 유리하다. 이 때문에 가스 터빈(1000)의 클래스(등급)를 분류할 때도 터빈 입구 온도를 기준으로 한다.Since the combustor 1200 forms the highest temperature environment in the gas turbine 1000, proper cooling is required. In particular, in the gas turbine 1000, the turbine inlet temperature (TIT) is very important, because in general, the higher the turbine inlet temperature, the higher the efficiency of the gas turbine 1000. In addition, the higher the turbine inlet temperature, the more favorable the gas turbine combined power generation. For this reason, when classifying (class) the gas turbine 1000, it is also based on the turbine inlet temperature.

터빈 입구 온도를 올리기 위해서는 결국 연소가스의 온도를 상승시켜야 하고, 따라서 고온의 연소가스가 유동하는 연소기(1200)의 연소실(1240)과 유로를 형성하는 덕트 조립체의 재질이 강한 내열성능을 가지도록 하는 것은 물론 양호하게 냉각시킬 수 있는 설계가 중요하다.In order to increase the inlet temperature of the turbine, the temperature of the combustion gas must eventually be increased, so that the material of the duct assembly forming the flow path and the combustion chamber 1240 of the combustor 1200 through which the high temperature combustion gas flows has strong heat resistance. Of course, a design that can cool well is important.

도 2를 참조하면, 버너(1220)와 터빈(1300) 사이를 연결하여 고온의 연소가스가 유동하는 덕트 조립체, 즉 라이너(1250)와 트랜지션 피스(1260), 유동 슬리브(1270)로 이루어진 덕트 조립체의 외면을 따라 압축공기가 흘러서 연소 노즐(1230) 쪽으로 공급되며, 이 과정에서 고온의 연소가스에 의해 가열된 덕트 조립체가 적절히 냉각된다.Referring to FIG. 2, a duct assembly connecting a burner 1220 and a turbine 1300 to flow high-temperature combustion gas, that is, a duct assembly composed of a liner 1250 and a transition piece 1260 and a flow sleeve 1270 Compressed air flows along the outer surface of and is supplied to the combustion nozzle 1230, and in this process, the duct assembly heated by the hot combustion gas is appropriately cooled.

덕트 조립체는 탄성 지지수단(1280)을 매개로 연결된 라이너(1250)와 트랜지션 피스(1260)의 바깥을 유동 슬리브(1270)가 감싸는 이중 구조로 이루어져 있으며, 압축공기는 유동 슬리브(1270) 안쪽의 환형 공간 안으로 침투하여 라이너(1250)와 트랜지션 피스(1260)를 냉각시킨다. The duct assembly consists of a double structure in which the flow sleeve 1270 wraps the outside of the liner 1250 and the transition piece 1260 connected by the elastic support means 1280, and the compressed air is annular inside the flow sleeve 1270 It penetrates into the space to cool the liner 1250 and the transition piece 1260.

라이너(1250)는 연소기(1200)의 버너(1220)에 연결되는 관 부재로서, 라이너(1250) 내부의 공간이 연소실(1240)을 형성하게 된다. 그리고, 라이너(1250)와 연결되는 트랜지션 피스(1260)는 터빈(1300)의 입구와 연결되어 고온의 연소가스를 터빈(1300)으로 유도하는 역할을 한다. 유동 슬리브(1270)는 라이너(1250)와 트랜지션 피스(1260)를 보호하는 한편 고온의 열기가 외부로 직접 방출되는 것을 막아주는 역할을 한다.The liner 1250 is a tube member connected to the burner 1220 of the combustor 1200, and the space inside the liner 1250 forms the combustion chamber 1240. Then, the transition piece 1260 connected to the liner 1250 is connected to the inlet of the turbine 1300 serves to induce high temperature combustion gas to the turbine 1300. The flow sleeve 1270 protects the liner 1250 and the transition piece 1260 while preventing hot heat from being directly discharged to the outside.

특히, 라이너(1250)와 트렌지션 피스(1260)는 고온의 연소가스에 직접 접촉하기 때문에 적절한 냉각이 필수적이다. 기본적으로는 압축공기를 이용한 필름 냉각을 통해 고온의 연소가스로부터 라이너(1250)와 트렌지션 피스(1260)를 보호한다. 예를 들어, 도 2에 도시된 것과 같이, 효과적인 필름 냉각을 위해 라이너(1250)와 트렌지션 피스(1260)의 내주면으로 압축공기를 직접 도입하기 위한 복잡한 이중벽 구조를 취하기도 한다.In particular, since the liner 1250 and the transition piece 1260 are in direct contact with the hot combustion gas, proper cooling is essential. Basically, the liner 1250 and the transition piece 1260 are protected from high temperature combustion gas through film cooling using compressed air. For example, as shown in FIG. 2, a complex double-wall structure for introducing compressed air directly into the inner circumferential surfaces of the liner 1250 and the transition piece 1260 is also taken for effective film cooling.

그리고, 라이너(1250)와 트랜지션 피스(1260)의 각 일단은 연소기(1200)와 터빈(1300) 측에 각각 고정되기 때문에, 탄성 지지수단(1280)은 열팽창에 의한 길이 및 직경 신장을 수용할 수 있는 구조로 라이너(1250)와 트랜지션 피스(1260)를 지지할 수 있어야 한다.And, since each end of the liner 1250 and the transition piece 1260 is fixed to the combustor 1200 and the turbine 1300, respectively, the elastic support means 1280 can accommodate length and diameter extension due to thermal expansion. The structure should be able to support the liner 1250 and the transition piece 1260.

연소기(1200)에서 생산된 고온, 고압의 연소가스는 덕트 조립체를 통해 터빈(1300)에 공급된다. 터빈(1300)에서는 연소가스가 단열 팽창하면서 터빈(1300)의 회전축에 방사상으로 배치된 다수의 블레이드에 충돌, 반동력을 줌으로써 연소가스의 열에너지가 회전축이 회전하는 기계적인 에너지로 변환된다. 터빈(1300)에서 얻은 기계적 에너지의 일부는 압축기에서 공기를 압축하는데 필요한 에너지로 공급되며, 나머지는 발전기를 구동하여 전력을 생산하는 등의 유효 에너지로 활용된다. The high-temperature, high-pressure combustion gas produced by the combustor 1200 is supplied to the turbine 1300 through a duct assembly. In the turbine 1300, thermal energy of the combustion gas is converted into mechanical energy in which the rotation shaft rotates by impinging and repelling a plurality of blades radially disposed on the rotation shaft of the turbine 1300 while the combustion gas expands adiabatically. A portion of the mechanical energy obtained from the turbine 1300 is supplied as energy necessary for compressing air in a compressor, and the rest is utilized as effective energy such as generating electric power by driving a generator.

가스 터빈(1000)은 주요 구성부품이 왕복운동을 하지 않기 때문에 피스톤-실린더와 같은 상호 마찰부분이 없어 윤활유의 소비가 극히 적으며, 왕복운동 기계의 특징인 진폭이 대폭 감소되고, 고속운동이 가능한 장점이 있다. Since the gas turbine 1000 has no reciprocating parts such as a piston-cylinder because the main components do not reciprocate, consumption of lubricant is extremely low, and the amplitude characteristic of reciprocating machines is greatly reduced, and high-speed motion is possible. There are advantages.

그리고, 브레이튼 사이클에서의 열효율은 공기를 압축하는 압축비가 높을수록, 그리고 전술한 바와 같이 등엔트로피 팽창 과정으로 유입되는 연소가스의 온도(터빈 입구 온도)가 높을수록 올라가기 때문에 가스 터빈(1000)도 압축비와 터빈(1300) 입구에서의 온도를 올리는 방향으로 발전하고 있다.And, the thermal efficiency in the Brayton cycle increases because the higher the compression ratio for compressing air, and the higher the temperature (turbine inlet temperature) of the combustion gas flowing through the isentropic expansion process as described above, the gas turbine 1000 Also developed in the direction of increasing the compression ratio and the temperature at the inlet of the turbine 1300.

이하 도 2 내지 도 16을 참조하여, 상기 가스 터빈(1000)의 연소기(1200) 및 덕트 조립체에 적용되는 본 발명인 라이너 냉각을 촉진하는 난류 생성 구조에 대하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 2 to 16, a turbulence generating structure that promotes cooling of the liner according to the present invention applied to the combustor 1200 and the duct assembly of the gas turbine 1000 will be described in detail.

도 2 내지 도 4는 종래의 가스 터빈의 연소기 및 냉각용 압축공기의 인입을 설명한 도면으로, 도 3은 종래의 라이너 및 이를 감싸는 유동 슬리브의 냉각용 압축공기의 흐름을 나타낸 도면이고, 도 4는 종래의 실(Seal)이 결합된 라이너 후방(1252) 표면의 냉각용 압축공기의 흐름을 나타낸 도면이다.2 to 4 is a view illustrating the introduction of the compressed air for cooling and combustor of a conventional gas turbine, Figure 3 is a view showing the flow of the compressed air for cooling of the conventional liner and the flow sleeve surrounding it, Figure 4 It is a view showing the flow of compressed air for cooling of the surface of the rear liner 1252 in which a conventional seal is coupled.

이를 참조하면, 연소기에는 고온의 연소가스와 직접 접촉하는 라이너(1250) 및 이를 감싸는 유동 슬리브(1270) 등으로 이루어진 덕트 조립체가 구비되는데, 트랜지션 피스(1270) 등은 적절한 냉각이 필수적이므로 이를 위하여 압축기에서 흘러나온 압축공기(A)의 일부 또는 전부를 유동 슬리브의 인입홀을 통하여 안쪽의 환형 공간부로 침투시켜 라이너(1250)의 냉각을 도모하고 있다Referring to this, the combustor is provided with a duct assembly composed of a liner 1250 directly contacting the high temperature combustion gas and a flow sleeve 1270 surrounding the same, and the transition piece 1270 and the like are essential for proper cooling. A part or all of the compressed air (A) flowing out of the air is penetrated into the inner annular space through the inlet hole of the flow sleeve to cool the liner (1250).

특히, 라이너(1250) 내부에서 점화 및 연소가 진행됨에 따라 고온의 연소가스(H)가 하류로 흐름으로써 라이너(1250) 표면은 지속적으로 고온의 환경에 노출된다. 반면, 냉각용 압축공기(A)는 라이너 및 유동 슬리브로 감싸여진 측면부를 통하여 필름냉각을 위한 흐름을 형성하게 된다. 특히, 도 4를 참조하면, 탄성 지지수단인 실(Seal)이 결합된 후방 라이너(1252) 표면은 냉각 성능이 취약하여, 표면에 형성된 인입홀(1253)을 통하여 실과 연소실 사이에 별도의 유로(A2)를 형성시키고 있다.In particular, as the ignition and combustion progress inside the liner 1250, the hot combustion gas H flows downstream, so that the surface of the liner 1250 is continuously exposed to a high temperature environment. On the other hand, the compressed air for cooling (A) forms a flow for cooling the film through a side portion surrounded by a liner and a flow sleeve. In particular, referring to FIG. 4, the surface of the rear liner 1252 in which the seal, which is an elastic support means, is coupled has poor cooling performance, and thus a separate flow path between the chamber and the combustion chamber through the inlet hole 1263 formed in the surface ( A2).

본 발명은 이 같은 종래의 라이너 냉각을 위한 표면 구조를 개선하기 위한 것으로, 특히 유동 슬리브의 인입홀로부터 유도되는 압축공기의 단순한 유로 및 후방 라이너의 내부로 인입되는 유로를 개선하여 제한된 압축공기를 이용하여 최대치의 냉각 효율을 발휘할 수 있는 난류 생성 구조를 제공하기 위함이다.The present invention is to improve the surface structure for cooling such a conventional liner, and in particular, it uses a limited compressed air by improving a simple flow path of compressed air derived from the inlet hole of the flow sleeve and a flow path introduced into the rear liner. This is to provide a turbulence generating structure capable of exerting the maximum cooling efficiency.

도 5 내지 도 7은 본 발명인 라이너 냉각을 촉진하는 난류 생성 구조에 따른 제1 난류 발생부(S10)의 실시예들을 전체적으로 나타낸 도면이다.5 to 7 is a view showing the entire embodiment of the first turbulence generating unit (S10) according to the turbulence generation structure to promote the inventors liner cooling.

이를 참조하면, 본 발명은 가스 터빈용 연소기(1200) 및 이에 구비된 덕트 조립체에 적용될 수 있는 라이너 냉각을 촉진하는 난류 생성 구조에 관한 것으로서, 상세히는 상기 연소기(1200)는 트랜지션 피스(1260), 상기 트랜지션 피스(1260)와 탄성 지지수단(1280)을 매개로 연결된 라이너(1260) 및 상기 트랜지션 피스(1270) 및 라이너(1250)의 바깥을 감싸는 유동 슬리브(1270)로 구성된 덕트 조립체를 포함하되, 본 발명은 전방 라이너(1251) 또는 실이 결합된 부분인 후방 라이너(1252)와, 유동 슬리브(1271)로 이루어진 이중 구조의 측면부에 적용되는 라이너 냉각 구조에 관한 것이다. Referring to this, the present invention relates to a gas turbine combustor 1200 and a turbulence generating structure that promotes liner cooling that can be applied to a duct assembly provided therein, in detail, the combustor 1200 includes a transition piece 1260, It comprises a duct assembly consisting of a liner 1260 connected via the transition piece 1260 and an elastic support means 1280 and a fluid sleeve 1270 surrounding the transition piece 1270 and the liner 1250, The present invention relates to a liner cooling structure applied to a side portion of a dual structure consisting of a front liner 1251 or a rear liner 1252 which is a seal-coupled portion and a flow sleeve 1271.

또한, 본 발명인 난류 생성 구조는, 도 5 내지 도 7에 도시된 상기 제1 난류 발생부(S10)를 포함하여 뒤에 설명할 제2 난류 발생부(S20) 및 제3 난류 발생부(S30)를 더 포함할 수 있으며, 상기 난류 발생부들(S10, S20, S30)의 조합에 의해 전체적인 라이너(1250)의 난류 생성 구조를 구성한다.In addition, the turbulence generation structure according to the present invention includes the first turbulence generation unit S10 shown in FIGS. 5 to 7, and the second turbulence generation unit S20 and the third turbulence generation unit S30 to be described later. It may further include, and constitutes a turbulence generating structure of the entire liner 1250 by a combination of the turbulence generating units S10, S20, and S30.

먼저, 제1 난류 발생부(S10)를 설명하면(도 5 참조), 이는 상기 라이너(1250) 표면에 축방향(X)을 따라 복수의 리브(100)가 돌출되도록 배치되고, 상기 리브(100)에는 축방향(X)을 따라 일정한 간격으로 블럭(120)이 더 돌출되도록 형성되어 상기 블럭(120) 사이에는 쿨링홀(130)이 마련된다. First, referring to the first turbulence generating unit S10 (see FIG. 5), it is arranged to protrude a plurality of ribs 100 along the axial direction X on the surface of the liner 1250, and the ribs 100 ), The block 120 is formed to protrude more at regular intervals along the axial direction X, and a cooling hole 130 is provided between the blocks 120.

여기서, 인접한 어느 한 리브(100a, 100b) 사이의 제1 유로 간격(L1)은 상기 제1 유로 간격(L1)과 인접한 제2 유로 간격(L2)보다 넓게 형성된다. 즉, 제1 리브(100a) 및 제2 리브(100b)가 인접하게 배치되되 그 사이의 간격인 제1 유로 간격(L1)은, 상기 제2 리브(100b)와 인접하게 배치된 제3 리브(100c) 사이의 간격인 제2 유로 간격(L2)보다 넓게 형성된다.Here, the first flow path gap L1 between any one of the adjacent ribs 100a and 100b is formed wider than the first flow path gap L1 and the second flow path gap L2 adjacent to it. That is, the first rib 100a and the second rib 100b are disposed adjacent to each other, but the first flow path gap L1, which is an interval therebetween, is the third rib disposed adjacent to the second rib 100b ( It is formed wider than the second flow path interval (L2) that is the interval between 100c).

아울러, 상기 제1 유로 간격(L1) 및 제2 유로 간격(L2)이 반경방향을 따라 반복적으로 배치됨으로써, 냉각용 압축공기가 압력이 낮은 유로로 상호 침투되도록 구비될 수 있다.In addition, the first flow path spacing L1 and the second flow path spacing L2 are repeatedly arranged along the radial direction, so that the compressed air for cooling may be provided to penetrate into the low pressure flow path.

구체적으로, 상대적으로 간격이 넓은 제1 유로 간격(L1)에 흐르는 냉각용 압축공기는 유속이 감소하는 대신 압력이 높아지므로, 인접한 제2 유로 간격(L2)과의 인위적인 압력차로 인한 측향부 난류를 발생시키게 된다. 즉, 제1 유로 간격(L1)의 압축공기는 축방향을 따라 냉각 작용을 일으키면서 동시에, 상기 쿨링홀(130)을 관통하여 인접한 양측 제2 유로 간격(L2)으로 이송됨으로써 난류성을 극대화하게 된다.Specifically, since the compressed air for cooling in the first flow path gap L1 having a relatively wide gap increases in pressure instead of decreasing the flow velocity, the turbulent flow due to an artificial pressure difference with the adjacent second flow path gap L2 is prevented. Will occur. That is, the compressed air in the first flow path interval L1 causes a cooling action along the axial direction, and at the same time, passes through the cooling hole 130 and is transferred to the adjacent second flow path interval L2 to maximize turbulence. .

이러한 제1 난류 발생부(S10)는 다음의 여러 실시예로 구체화될 수 있다.The first turbulence generator S10 may be embodied in the following various embodiments.

도 6을 참조하면, 상기 리브(100)에 형성된 블럭(121)의 전후면이 경사지도록 형성되어 상기 쿨링홀(131)에 의해 형성되는 유로가 사선방향으로 유도될 수 있다.Referring to FIG. 6, the front and rear surfaces of the block 121 formed on the rib 100 are formed to be inclined, and a flow path formed by the cooling hole 131 may be guided in a diagonal direction.

이러한 블럭(121)의 경사면은 일정한 패턴 또는 일정한 각도로 일치되게 형성됨으로써, 축방향에 따른 압축공기의 흐름과는 독립적으로 사선방향에 따른 보조적 냉각용 압축공기의 흐름을 형성시킬 수 있게 된다.The inclined surface of the block 121 is formed to coincide with a constant pattern or a constant angle, so that the flow of the compressed air for auxiliary cooling along the diagonal direction can be formed independently of the flow of the compressed air along the axial direction.

여기서, 상기 블럭의 경사면은 축방향에 대하여 예각을 형성하는 것이 축방향에 따른 압축공기의 흐름에 크게 거스르지 않으면서 충분한 난류를 형성하기에 바람직하며, 더 상세히는 30 내지 45도 이내로 형성될 수 있다.Here, the inclined surface of the block is preferably to form a sufficient turbulence without forming a sharp acute angle with respect to the axial direction without significantly compromising the flow of compressed air along the axial direction, and more specifically, may be formed within 30 to 45 degrees. .

또 다른 실시예로, 상기 블럭의 경사면은 상기 제1 유로 간격(L1) 또는 제2 유로 간격(L2)을 중심으로 대칭되도록 형성될 수 있다(도 6 참조). 상기 대칭 형상은 제1 유로 간격(L1)을 기준으로 인접한 양측 제2 유로 간격(L2)에 상기한 측향부 난류의 경로에 따라 형성되도록 구체화될 수 있다. 다시 말해, 제2 유로 간격(L2)을 기준으로, 축방향(X)으로 모아지도록 상기 제2 유로 간격(L2)을 형성하는 제1 리브 및 제2 리브에는 각각 일정한 간격으로 블럭(121a, 121b)이 돌출되도록 형성되되, 상기 블럭(121a, 121b)의 전후면이 경사지도록 형성되고, 그 사이에는 쿨링홀(131a, 131b)에 의해 형성되는 유로가 축방향(X)으로 모아지도록 대칭성을 지니면서 사선방향으로 유도될 수 있다.In another embodiment, the inclined surface of the block may be formed to be symmetric about the first flow path spacing L1 or the second flow path spacing L2 (see FIG. 6). The symmetry shape may be embodied to be formed along the path of the lateral turbulence in the adjacent second flow path spacing L2 on the basis of the first flow path spacing L1. In other words, the first ribs and the second ribs forming the second flow path gaps L2 to be collected in the axial direction X based on the second flow path gaps L2, respectively, have blocks 121a and 121b at regular intervals. ) Is formed to protrude, and the front and rear surfaces of the blocks 121a and 121b are inclined, and the flow paths formed by the cooling holes 131a and 131b are symmetrical to be collected in the axial direction (X). It can be guided in the diagonal direction.

이에 따라, 제1 유로 간격(L1)에 흐르는 냉각용 압축공기가 압력이 낮은 제2 유로 간격(L2)의 유로로 더 용이하게 침투되어 난류성 증대에 기여할 수 있다.Accordingly, the compressed air for cooling flowing in the first flow path gap L1 can be more easily penetrated into the flow path of the second flow path gap L2 having a low pressure, thereby contributing to the increase in turbulence.

도 7을 참조하면, 상기 제1 난류 발생부(S10)는 축방향(X)에 따라 제1 유로 간격(L1) 및 제2 유로 간격(L2)이 가변되도록 형성될 수 있다. 구체적으로는, 축방향(X)을 따라 상기 제1 유로 간격(L1) 및 제2 유로 간격(L2)이(도 7의 S12-1 구역 참조), 각각 제2 유로 간격(L2) 및 제2 유로 간격(L1)으로 가변되도록(도 7의 S12-2 구역 참조), 상기 리브에는 결절부(122c)가 형성될 수 있다. Referring to FIG. 7, the first turbulence generating unit S10 may be formed such that the first flow path spacing L1 and the second flow path spacing L2 are variable along the axial direction X. Specifically, the first flow path spacing L1 and the second flow path spacing L2 along the axial direction X (refer to section S12-1 in FIG. 7), the second flow path spacing L2 and the second flow path, respectively. To be variable in the flow path spacing L1 (refer to area S12-2 in FIG. 7), the rib 122c may be formed in the rib.

이 같은 가변에 따라, 제1 유로 간격(L1)을 기준으로 인접한 양측 제2 유로 간격(L2)에 상기한 측향부 난류의 경로에 따라 형성되도록 블럭(122a, 122b)의 전후면의 경사방향이 상호 전환될 수 있다. According to this variation, the inclined direction of the front and rear surfaces of the blocks 122a and 122b is formed to be formed along the path of the lateral turbulence in the adjacent second flow path spacing L2 based on the first flow path spacing L1. They can be interchanged.

이에 따라, 제1 난류 발생부(S10) 내에서, 축방향을 따라 냉각 작용을 일으키면서 인접한 제2 유로 간격(L2)으로 측향부 난류를 유도하면서, 축방향을 기준으로 상기 제1 유로 간격(L1) 및 제2 유로 간격(L2)의 성질을 상호 변환시킴으로써 제한된 압축공기로 라이너 표면에서의 체류시간 및 냉각면적을 극대화시킬 수 있게 된다.Accordingly, in the first turbulence generating unit S10, while inducing the turbulent flow in the adjacent second flow path spacing L2 while causing a cooling action along the axial direction, the first flow path spacing based on the axial direction ( By translating the properties of L1) and the second flow path spacing L2, it is possible to maximize the residence time and cooling area on the surface of the liner with limited compressed air.

도 8의 (a) 및 (b)는 각각 본 발명인 라이너 냉각을 촉진하는 난류 생성 구조에 따른 제1 난류 발생부(S10) 및 제2 난류 발생부(S20)의 일 실시예를 설명하기 위한 배치도이고, 도 9는 본 발명인 라이너 냉각을 촉진하는 난류 생성 구조에 따른 제2 난류 발생부(S20)의 다른 실시예를 전체적으로 나타낸 도면이다.8 (a) and 8 (b) are arrangement diagrams for explaining an embodiment of the first turbulence generating unit S10 and the second turbulence generating unit S20 according to the turbulence generation structure that promotes cooling of the liner according to the present invention, respectively. 9 is a view showing another embodiment of the second turbulence generation unit S20 according to the turbulence generation structure that promotes cooling of the liner according to the present invention.

이를 참조하면, 상기 제2 난류 발생부(S20)는 상기 라이너(1250) 표면에 반경방향(도 8을 기준으로, 상하방향을 의미한다)을 따라 일정한 간격으로 블럭(140)이 돌출되도록 배치되고, 상기 블럭(140)은 축방향(X)을 따라 서로 교차되도록 구비되어 상기 블럭(120) 사이에는 쿨링 공간(230)이 마련되도록 구비될 수 있다.Referring to this, the second turbulence generating unit (S20) is arranged to protrude the block 140 at regular intervals along the radial direction (based on FIG. 8, meaning up and down direction) on the surface of the liner 1250. , The blocks 140 may be provided to cross each other along the axial direction X, and a cooling space 230 may be provided between the blocks 120.

도 8의 (b)의 실시예에 따르면, 축방향(X)에 따른 압축공기의 흐름과는 독립적으로 사선방향에 따른 보조적 냉각용 압축공기의 흐름이 형성되도록 상기 블럭(140)의 전후면이 경사지게 형성되어 상기 쿨링 공간(230)에 의해 형성되는 유로는 사선방향으로 유도될 수 있다. 또한, 본 실시예처럼, 상기 제1 난류 발생부(S10)에 구비된 리브 사이의 유로 간격이(도 8의 (a) 참조), 제2 난류 발생부(S20)로 이어지도록 반경방향을 따라 배치되는 블럭(140)이 소정의 간격을 두고 형성될 수 있다.According to the embodiment of Fig. 8 (b), the front and rear surfaces of the block 140 are formed so that the flow of the compressed air for auxiliary cooling along the diagonal direction is formed independently of the flow of the compressed air along the axial direction (X). The flow path formed obliquely and formed by the cooling space 230 may be guided in a diagonal direction. In addition, as in the present embodiment, the flow path spacing between the ribs provided in the first turbulence generation unit S10 (see FIG. 8 (a)), along the radial direction to lead to the second turbulence generation unit S20. The blocks 140 to be arranged may be formed at predetermined intervals.

이처럼, 상기 제2 난류 발생부(S20)의 난류 생성 구조에 따르면(도 9 참조), 축방향(X)을 따라 진행되는 냉각용 압축공기에 교차부 난류를 발생 또는 증대시켜 하향된 유속 또는 유량에 적합한 냉각 구조를 형성시킴으로써, 전반적인 냉각용 압축공기의 체류시간 및 냉각면적을 증대시킬 수 있게 된다.As described above, according to the turbulence generation structure of the second turbulence generation unit S20 (see FIG. 9), the flow rate or flow rate is lowered by generating or increasing the intersection turbulence in the compressed air for cooling along the axial direction (X). By forming a cooling structure suitable for, it is possible to increase the residence time and cooling area of the compressed air for overall cooling.

도 10 내지 도 12는 본 발명인 라이너 냉각을 촉진하는 난류 생성 구조에 따른 제2 난류 발생부(S20)의 또 다른 실시예를 전체적으로 나타낸 도면이다.10 to 12 is a view showing another embodiment of the second turbulence generating unit (S20) according to the turbulence generating structure to promote the inventors liner cooling.

도 10을 참조하면, 상기 제2 난류 발생부(S20)의 블럭(142)의 모서리부에 챔퍼(142a)가 형성되도록 구비될 수 있다. 이에 따라, 상기 블럭(142)의 배치에 따른 교차부 난류의 체류시간이 증가하면서도, 압력 강하에 따른 부작용을 최소화할 수 있게 된다.Referring to FIG. 10, a chamfer 142a may be formed at an edge portion of the block 142 of the second turbulence generating unit S20. Accordingly, while the residence time of the cross-section turbulence increases according to the arrangement of the block 142, it is possible to minimize side effects due to the pressure drop.

상기 챔퍼는 가공 비용 등을 고려하여 블럭(142)의 전면에만 형성될 수 있고, 도 11의 실시예처럼, 쿨링 공간(233)에서의 교차성 난류의 활성화에 기여하도록 블럭(143)의 전후면에 챔퍼가 모두 형성됨으로써 마름모 형상의 블럭(143)으로 구비될 수 있다.The chamfer may be formed only on the front surface of the block 142 in consideration of processing cost and the like, and as shown in the embodiment of FIG. 11, the front and rear surfaces of the block 143 may contribute to activation of cross-current turbulence in the cooling space 233 Since all the chamfers are formed, it can be provided as a rhombus-shaped block 143.

도 12를 참조하면, 상기 챔퍼(144a)는 곡면으로 형성될 수 있다. 구체적으로는, 상기 쿨링 공간(234)에는 상기 챔퍼(144a)의 전면이 반원 형상으로 형성된 블럭(144)이 돌출되도록 구비될 수 있다.Referring to FIG. 12, the chamfer 144a may be formed as a curved surface. Specifically, the cooling space 234 may be provided such that the front surface of the chamfer 144a has a block 144 formed in a semicircle shape.

이처럼, 상기 제2 난류 발생부(S20)는 냉각용 압축공기의 진행에 따라 감소된 유속 또는 유량에 최적화된 냉각 구조를 형성시켜 상기 제1 난류 발생부(S10)와는 독립적으로 전방 라이너(1251) 또는 후방 라이너(1252)에 적용될 수 있다. As described above, the second turbulence generation unit S20 forms a cooling structure optimized for a reduced flow rate or flow rate as the compressed air for cooling progresses, and thus the front liner 1251 is independent of the first turbulence generation unit S10. Or it can be applied to the rear liner 1252.

전체 라이너(1250)를 통과하는 냉각용 압축공기의 유속 및 유량을 고려한다면, 상기 라이너 표면에는 냉각용 압축공기의 흐름에 따라 제1 난류 발생부(S10) 및 제2 난류 발생부(S20)가 순차적으로 구비되는 것이 바람직하다(후술할 도 14 참조). If considering the flow rate and flow rate of the compressed air for cooling through the entire liner 1250, the first turbulence generating unit (S10) and the second turbulence generating unit (S20) are provided on the surface of the liner according to the flow of the compressed air for cooling. It is preferably provided sequentially (see FIG. 14 to be described later).

여기서, 축방향(X)이라 함은 라이너(1250)의 중심축을 기준으로 냉각용 압축공기가 유도 슬리브(1270)로부터 인입되어 흐르는 방향에 따른다. 따라서, 전방 라이너(1251)의 표면을 기준으로 보면, 후방에서부터 순차적으로 제1 난류 발생부(S10) 및 제2 난류 발생부(S20)가 구비될 수 있다.Here, the axial direction (X) refers to a direction in which compressed air for cooling is drawn in from the induction sleeve 1270 and flows based on the central axis of the liner 1250. Accordingly, when the surface of the front liner 1251 is referenced, the first turbulence generating unit S10 and the second turbulence generating unit S20 may be sequentially provided from the rear side.

구체적으로, 상기 후방 라이너(1252) 표면에도 제1 난류 발생부(S10) 및 제2 난류 발생부(S20)가 순차적으로 구비될 수 있는데, 냉각용 압축공기(도 4의 A2 참조)의 흐름에 따라 전방에서부터 순차적으로 제1 난류 발생부(S10) 및 제2 난류 발생부(S20)가 구비될 수 있다.Specifically, the rear liner 1252 surface may also be provided with a first turbulence generating unit S10 and a second turbulence generating unit S20 sequentially, in the flow of compressed air for cooling (see A2 in FIG. 4). Accordingly, the first turbulence generator S10 and the second turbulence generator S20 may be sequentially provided from the front.

이처럼, 상기 제1 난류 발생부(S10) 및 제2 난류 발생부(S20)는 냉각용 압축공기의 유속 및 유량을 변수로 경계지어짐으로써, 전반적으로 라이너의 냉각을 위한 최적의 난류를 생성하여 제한된 압축공기로 냉각 효율을 극대화할 수 있게 된다.As described above, the first turbulent flow generator S10 and the second turbulent flow generator S20 are bounded by variables of the flow rate and flow rate of the compressed air for cooling, thereby generating optimal turbulent flow for cooling of the liner. With limited compressed air, cooling efficiency can be maximized.

특히, 실이 결합되어 냉각 성능이 취약한 후방 라이너(1252) 표면에 최적화된 냉각을 구현하는 난류 생성 구조를 제공할 수 있게 된다.In particular, the seals can be combined to provide a turbulence generating structure that realizes optimized cooling on the rear liner 1252 surface where cooling performance is poor.

도 13은 본 발명인 라이너 냉각을 촉진하는 난류 생성 구조에 따른 제3 난류 발생부(S30)의 일 실시예를 전체적으로 나타낸 도면이다.13 is a view showing an embodiment of a third turbulence generating unit S30 according to a turbulence generating structure that promotes cooling of the liner according to the present invention.

이를 참조하면, 상기 제3 난류 발생부(S30)의 상기 라이너(1250) 표면에는, 축방향 및 반경방향을 따라 핀(150)이 돌출되도록 배치되고, 상기 핀 사이에는 쿨링 공간(240)이 마련되도록 구비될 수 있다.Referring to this, on the surface of the liner 1250 of the third turbulence generating unit S30, fins 150 are arranged to protrude along the axial and radial directions, and a cooling space 240 is provided between the fins. It can be provided as possible.

이에 따라, 냉각용 압축공기의 축방향 진행에 따른 불가피한 유속 또는 유량의 감소에 대응하여 교차부 난류를 발생 또는 증대시킴으로써, 전반적인 냉각용 압축공기의 체류시간 등을 상승시킬 수 있다.Accordingly, by generating or increasing the turbulence at the cross section in response to the inevitable decrease in flow rate or flow rate according to the axial progression of the compressed air for cooling, it is possible to increase the overall residence time of the compressed air for cooling.

상기 제3 난류 발생부(S30)는 냉각용 압축공기의 진행에 따라 감소된 유속 또는 유량에 최적화된 냉각 구조를 형성시켜 상기 제1 난류 발생부(S10) 또는 제2 난류 발생부(S20)와는 독립적으로 전방 라이너(1251) 또는 후방 라이너(1252)에 적용될 수 있다.The third turbulence generator S30 forms a cooling structure optimized for a reduced flow rate or flow rate as the compressed air for cooling progresses, so that the first turbulence generator S10 or the second turbulence generator S20 It can be applied independently to the front liner 1251 or the rear liner 1252.

구체적으로, 상기 제3 난류 발생부(S30)의 난류 생성 구조는 제2 난류 발생부(S20)에 비하여 더욱 감소한 유속의 냉각용 압축공기에 대응하여 라이너(1250) 표면에 구비될 수 있다.Specifically, the turbulence generating structure of the third turbulence generator S30 may be provided on the surface of the liner 1250 in response to compressed air for cooling at a reduced flow rate compared to the second turbulence generator S20.

이하, 상기 제1 난류 발생부 내지 제3 난류 발생부(S10, S20, S30)의 라이너(1250) 표면에 대한 배치 구조를 설명한다.Hereinafter, the arrangement structure on the surface of the liner 1250 of the first to third turbulence generating units S10, S20, and S30 will be described.

도 14 및 도 15의 (a) 및 (b)는 본 발명인 라이너 냉각을 촉진하는 난류 생성 구조에 따른 난류 발생부 배치의 따른 실시예들을 나타낸 개념도이다.14 and 15 (a) and (b) is a conceptual diagram showing embodiments according to the arrangement of the turbulence generating unit according to the turbulence generating structure to promote the inventors liner cooling.

상기 라이너(1250) 표면에는, 앞서 설명한 것과 같이, 냉각용 압축공기의 흐름에 따라 제1 난류 발생부(S10), 제2 난류 발생부(S20) 및 제3 난류 발생부(S30)가 선택적 및 순차적으로 구비될 수 있다.On the surface of the liner 1250, as described above, the first turbulence generating unit (S10), the second turbulence generating unit (S20), and the third turbulence generating unit (S30) are selectively selected according to the flow of compressed air for cooling. It may be provided sequentially.

선택적 배치라 함은, 상기 라이너(1250) 표면에 있어서 냉각용 압축공기의 흐름에 따른 상기 제1 난류 발생부(S10), 제2 난류 발생부(S20) 및 제3 난류 발생부(S30)의 배치 순서는 유지하되, 유속 및 유량의 감소 정도 및 라이너(1250) 전체의 축방향 길이 등을 고려하여 제2 난류 발생부(S20)를 제외하고 상기 제1 난류 발생부(S10) 및 제3 난류 발생부(S30)만이 순차적으로 구비될 수 있는 것을 의미한다.The selective arrangement means that the first turbulence generation unit S10, the second turbulence generation unit S20, and the third turbulence generation unit S30 according to the flow of compressed air for cooling on the surface of the liner 1250 The arrangement order is maintained, but considering the degree of decrease in flow rate and flow rate and the axial length of the entire liner 1250, the first turbulence generation unit S10 and the third turbulence are excluded except for the second turbulence generation unit S20. It means that only the generator S30 may be sequentially provided.

마찬가지로, 상기 후방 라이너(1252) 표면에는 제1 난류 발생부(S10), 제2 난류 발생부(S20) 및 제3 난류 발생부(S30)가 선택적 및 순차적으로 구비될 수 있다.Similarly, a first turbulence generator S10, a second turbulence generator S20 and a third turbulence generator S30 may be selectively and sequentially provided on the rear liner 1252 surface.

또한, 상기 제1 난류 발생부 내지 제3 난류 발생부(S10, S20, S30)는 냉각용 압축공기의 유속 및 유량을 변수로 경계지어질 수 있다. 이에 따라 그 경계선은 라이너(1250)의 크기, 종류 및 재질 등 다양한 요소에 따라 결정되는 냉각용 압축공기의 유속 및 유량의 변화에 따라 직선형, 곡선형 또는 대각선형 등으로 형성될 수 있다(도 14 및 도 15 참조).In addition, the first turbulence generator to the third turbulence generator (S10, S20, S30) may be bounded by variables of the flow rate and flow rate of the compressed air for cooling. Accordingly, the boundary line may be formed in a straight line, a curved line or a diagonal line according to a change in the flow rate and flow rate of the compressed air for cooling determined according to various factors such as size, type and material of the liner 1250 (FIG. 14) And Figure 15).

또한, 각 난류 발생부의 축방향(X) 길이 또한, 상기 라이너(1250)를 냉각하는 압축공기의 유속 및 유량을 변수로 결정될 수 있다. In addition, the length of the axial direction (X) of each turbulence generating unit may also be determined as variables of the flow rate and flow rate of compressed air for cooling the liner 1250.

나아가, 도 15의 (b)와 같이, 냉각용 압축공기의 유속 또는 유량의 변화를 고려하여 인위적으로 제2 난류 발생부(S20)의 중간에 제3 난류 발생부(S30)가 삽입되도록 구비될 수 있다.Further, as shown in (b) of FIG. 15, a third turbulence generating unit S30 may be artificially inserted in the middle of the second turbulence generating unit S20 in consideration of a change in the flow rate or flow rate of the compressed air for cooling. You can.

이 같은 상기 난류 발생부(S10, S20, S30)의 조합에 따라 전반적으로 라이너의 냉각을 위한 최적의 난류를 생성하여 제한된 압축공기로 냉각 효율을 극대화할 수 있게 된다.According to the combination of the turbulence generating units (S10, S20, S30), it is possible to maximize the cooling efficiency with limited compressed air by generating optimal turbulence for cooling the liner as a whole.

도 16은 본 발명인 라이너 냉각을 촉진하는 난류 생성 구조가 적용된 라이너 전방 표면의 일 실시예에 따른 모습을 나타낸 것이다.16 is a view according to an embodiment of the front surface of the liner to which the present invention is applied with a turbulence generating structure that promotes cooling of the liner.

이 실시예는, 상기 제1 난류 발생부(S10)를 전방 라이너(1251)에 적용시킨 난류 생성 구조에 관한 것이다.This embodiment relates to a turbulence generating structure in which the first turbulence generator S10 is applied to the front liner 1251.

구체적으로 설명하면, 상기 전방 라이너(1251) 표면에 축방향(X)과 일정한 각도를 가지도록 복수의 리브(100)가 나선형으로 돌출되도록 배치되고, 상기 리브(100)에는 상기 리브방향을 따라 일정한 간격으로 블럭(120)이 더 돌출되도록 형성되되, 상기 블럭(120) 사이에는 쿨링홀(130)이 마련될 수 있다.Specifically, a plurality of ribs 100 are arranged to protrude in a spiral shape to have a constant angle with the axial direction X on the front liner 1251 surface, and the ribs 100 are constant along the rib direction. Blocks 120 are formed to protrude more at intervals, and cooling holes 130 may be provided between the blocks 120.

이와 같이, 복수의 리브(100)를 축방향(X)이 아닌 사선방향(라이너 표면을 기준으로 나선방향)으로 배치하고, 상기 쿨링홀(130)이 축방향(X)을 냉각용 압축공기가 유도되도록 형성됨으로써, 라이너(1250) 표면의 유로를 다변화시킬 수 있게 된다.As described above, the plurality of ribs 100 are arranged in a diagonal direction (spiral direction relative to the liner surface) rather than in the axial direction (X), and the cooling hole 130 cools the axial direction (X) in compressed air for cooling. By being formed to be guided, it is possible to diversify the flow path of the surface of the liner 1250.

이처럼, 본 발명인 라이너 냉각을 촉진하는 난류 생성 구조를 덕트 조립체 및 이를 포함한 가스 터빈용 연소기에 적용함으로써, 가스 터빈의 압축기로부터 공급되는 제한된 압축공기로 최적의 난류를 생성시켜 라이너 표면에서의 체류시간 및 냉각면적을 극대화하고, 압력 강하를 최소화하여 전반적으로 라이너 냉각 효율을 상승시킬 수 있게 된다.As described above, by applying the turbulence generating structure that promotes the cooling of the liner according to the present invention to a duct assembly and a combustor for a gas turbine including the same, the optimal turbulence is generated by the limited compressed air supplied from the compressor of the gas turbine, and the residence time at the liner surface By maximizing the cooling area and minimizing the pressure drop, it is possible to increase the overall liner cooling efficiency.

특히, 냉각 성능이 취약한 후방 라이너 표면으로 인입되는 제한된 냉각용 압축공기로 유속 및 유량에 최적화된 난류 생성 구조를 제공함으로써, 실이 결합된 라이너 내부에 대하여 집중 냉각을 수행할 수 있게 된다.In particular, by providing a turbulence generating structure optimized for flow velocity and flow rate with limited cooling compressed air introduced into the rear liner surface having poor cooling performance, it is possible to perform intensive cooling on the inside of the liner where the seal is coupled.

이상에서 본 발명에 의한 트랜지션 피스 냉각성능 향상을 위한 라이너 냉각을 촉진하는 난류 생성 구조 및 이를 포함하는 가스 터빈용 연소기에 대하여 설명하였다. 이러한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.In the above, a turbulence generating structure that promotes cooling of the liner for improving the cooling performance of the transition piece according to the present invention and a combustor for a gas turbine including the same have been described. It will be understood that the technical configuration of the present invention can be implemented in other specific forms by those skilled in the art to which the present invention pertains without changing the technical spirit or essential features of the present invention.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다.Therefore, the above-described embodiments are to be understood in all respects as illustrative and not restrictive.

100 : 리브 110 : 리니어 돌출부
120, 140 : 블럭 150 : 핀부
210 : 제1 유로 220 : 제2 유로
1250 : 라이너 1260 : 트랜지션 피스
1270 : 유동 슬리브 1280 : 탄성 지지수단
S10 : 제1 난류 발생부 S20 : 제2 난류 발생부
S30 : 제3 난류 발생부 A : 압축공기
X : 축방향 ang : 각도
100: rib 110: linear projection
120, 140: block 150: pin portion
210: first flow path 220: second flow path
1250: Liner 1260: Transition piece
1270: flow sleeve 1280: elastic support means
S10: first turbulence generating unit S20: second turbulence generating unit
S30: Third turbulence generating unit A: Compressed air
X: Axial ang: Angle

Claims (30)

덕트 조립체의 냉각을 위한 라이너 및 유동 슬리브로 이루어진 이중 구조의 측면부에 적용되는 라이너 냉각 구조로서:
상기 라이너 표면에 축방향을 따라 복수의 리브가 돌출되도록 배치되고, 상기 리브에는 축방향을 따라 일정한 간격으로 블럭이 더 돌출되도록 형성되어 상기 블럭 사이에는 쿨링홀이 마련되되,
인접한 어느 한 리브 사이의 제1 유로 간격은, 상기 제1 유로 간격과 인접한 제2 유로 간격과 다르고, 상기 제1 유로 간격 및 제2 유로 간격이 반경방향을 따라 반복적으로 배치되어 냉각용 압축공기가 압력이 낮은 유로로 상호 침투되도록 구비되는 제1 난류 발생부를 포함하고,
축방향을 따라 상기 제1 유로 간격 및 제2 유로 간격이 각각 제2 유로 간격 및 제1 유로 간격으로 가변되도록 상기 리브에는 결절부가 형성되는 것을 특징으로 하는 라이너 냉각을 촉진하는 난류 생성 구조.
A liner cooling structure applied to a side surface of a dual structure consisting of a liner and a flow sleeve for cooling the duct assembly:
A plurality of ribs are arranged to protrude along the axial direction on the surface of the liner, and the ribs are formed to protrude blocks at regular intervals along the axial direction to provide cooling holes between the blocks.
The first flow path gap between any adjacent ribs is different from the second flow path gap adjacent to the first flow path gap, and the first flow path gap and the second flow path gap are repeatedly arranged along the radial direction to compress compressed air for cooling. It includes a first turbulence generator provided to be mutually penetrated into the low pressure flow path,
Turbulent flow generation structure for promoting liner cooling, characterized in that a rib is formed in the rib so that the first flow path spacing and the second flow path spacing are varied along the axial direction to the second flow path spacing and the first flow path spacing, respectively.
제1항에 있어서,
상기 제1 난류 발생부는,
상기 리브에 형성된 블럭의 전후면이 경사지도록 형성되어 상기 쿨링홀에 의해 형성되는 유로가 사선방향으로 유도되는 것을 특징으로 하는 라이너 냉각을 촉진하는 난류 생성 구조.
According to claim 1,
The first turbulence generating unit,
Turbulent flow generation structure for promoting liner cooling, characterized in that the front and rear surfaces of the block formed on the rib are inclined so that the flow path formed by the cooling hole is guided in a diagonal direction.
제2항에 있어서,
상기 블럭의 경사면은 상기 제1 유로 간격 또는 제2 유로 간격을 중심으로 대칭되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 라이너 냉각을 촉진하는 난류 생성 구조.
According to claim 2,
The inclined surface of the block is formed to be symmetrical about the first flow path spacing or the second flow path spacing, turbulence generating structure to promote the liner cooling.
제2항에 있어서,
상기 블럭의 경사면은 축방향에 대하여 예각을 형성하는 것을 특징으로 하는 라이너 냉각을 촉진하는 난류 생성 구조.
According to claim 2,
The inclined surface of the block is a turbulence generating structure that promotes liner cooling, characterized in that it forms an acute angle with respect to the axial direction.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 라이너 표면에 반경방향을 따라 일정한 간격으로 블럭이 돌출되도록 배치되고, 상기 블럭은 축방향을 따라 서로 교차되도록 구비되어 상기 블럭 사이에는 쿨링 공간이 마련되는 제2 난류 발생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 라이너 냉각을 촉진하는 난류 생성 구조.
According to claim 1,
Characterized in that the blocker is arranged to protrude blocks at regular intervals along the radial direction on the surface of the liner, and the blocks are provided to intersect with each other along the axial direction, and a second turbulence generating unit provided with a cooling space between the blocks. Turbulence generation structure that promotes liner cooling.
제7항에 있어서,
상기 제2 난류 발생부는,
상기 블럭의 전후면이 경사지도록 형성되어 상기 쿨링 공간에 의해 형성되는 유로가 사선방향으로 유도되는 것을 특징으로 하는 라이너 냉각을 촉진하는 난류 생성 구조.
The method of claim 7,
The second turbulence generating unit,
A turbulence generating structure that promotes liner cooling, characterized in that the front and rear surfaces of the block are formed to be inclined so that the flow path formed by the cooling space is guided in a diagonal direction.
제7항에 있어서,
상기 제1 난류 발생부에 구비된 리브 사이의 유로 간격이 제2 난류 발생부로 이어지도록 반경방향을 따라 배치되는 블럭이 소정의 간격을 두고 형성되는 것을 특징으로 하는 라이너 냉각을 촉진하는 난류 생성 구조.
The method of claim 7,
A turbulence generating structure for promoting liner cooling, characterized in that blocks arranged along a radial direction are formed at predetermined intervals so that a flow path between the ribs provided in the first turbulence generating unit leads to a second turbulence generating unit.
제7항에 있어서,
상기 제2 난류 발생부는,
상기 블럭의 모서리부에 챔퍼가 형성되는 것을 특징으로 하는 라이너 냉각을 촉진하는 난류 생성 구조.
The method of claim 7,
The second turbulence generating unit,
Turbulence generating structure to promote the cooling of the liner, characterized in that the chamfer is formed at the edge of the block.
제10항에 있어서,
상기 제2 난류 발생부는,
상기 챔퍼는 블럭의 전면에만 형성되는 것을 특징으로 하는 라이너 냉각을 촉진하는 난류 생성 구조.
The method of claim 10,
The second turbulence generating unit,
The chamfer is formed only on the front surface of the block, characterized in that the turbulence generating structure to promote liner cooling.
제10항에 있어서,
상기 챔퍼는 곡면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 라이너 냉각을 촉진하는 난류 생성 구조.
The method of claim 10,
The chamfer is a turbulence generating structure that promotes cooling of the liner, characterized in that formed in a curved surface.
제7항에 있어서,
상기 라이너 표면에는 냉각용 압축공기의 흐름에 따라 제1 난류 발생부 및 제2 난류 발생부가 순차적으로 구비되는 것을 특징으로 하는 라이너 냉각을 촉진하는 난류 생성 구조.
The method of claim 7,
A turbulence generation structure for promoting liner cooling, characterized in that a first turbulent flow generator and a second turbulent flow generator are sequentially provided on the surface of the liner in accordance with the flow of compressed air for cooling.
제13항에 있어서,
후방 라이너 표면에는 제1 난류 발생부 및 제2 난류 발생부가 순차적으로 구비되는 것을 특징으로 하는 라이너 냉각을 촉진하는 난류 생성 구조.
The method of claim 13,
A turbulence generating structure for promoting liner cooling, characterized in that the rear liner surface is sequentially provided with a first turbulence generator and a second turbulence generator.
제7항에 있어서,
상기 제1 난류 발생부 및 제2 난류 발생부는 냉각용 압축공기의 유속 및 유량을 변수로 경계지어지는 것을 특징으로 하는 라이너 냉각을 촉진하는 난류 생성 구조.
The method of claim 7,
The first turbulence generating portion and the second turbulence generating portion is a turbulence generating structure for promoting liner cooling, characterized in that the boundary of the flow rate and flow rate of the compressed air for cooling as variables.
제7항에 있어서,
상기 라이너 표면에는 축방향 및 반경방향을 따라 핀이 돌출되도록 배치되고, 상기 핀 사이에는 쿨링 공간이 마련되는 제3 난류 발생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 라이너 냉각을 촉진하는 난류 생성 구조.
The method of claim 7,
The liner surface is arranged to protrude the fins in the axial and radial directions, and the third turbulence generating structure for promoting the liner cooling, characterized in that it comprises a third turbulence generating portion is provided with a cooling space between the fins.
제16항에 있어서,
상기 라이너 표면에는 냉각용 압축공기의 흐름에 따라 제1 난류 발생부, 제2 난류 발생부 및 제3 난류 발생부가 선택적 및 순차적으로 구비되는 것을 특징으로 하는 라이너 냉각을 촉진하는 난류 생성 구조.
The method of claim 16,
A turbulence generation structure for promoting liner cooling, characterized in that the surface of the liner is selectively and sequentially provided with a first turbulence generation unit, a second turbulence generation unit, and a third turbulence generation unit according to the flow of compressed air for cooling.
제17항에 있어서,
후방 라이너 표면에는 제1 난류 발생부, 제2 난류 발생부 및 제3 난류 발생부가 선택적 및 순차적으로 구비되는 것을 특징으로 하는 라이너 냉각을 촉진하는 난류 생성 구조.
The method of claim 17,
A turbulence generating structure for promoting liner cooling, characterized in that the rear liner surface is provided with a first turbulence generator, a second turbulence generator, and a third turbulence generator selectively and sequentially.
연소기에 구비되는 덕트 조립체로서:
트랜지션 피스;
상기 트랜지션 피스와 탄성 지지수단을 매개로 연결된 라이너; 및
상기 트랜지션 피스 및 라이너의 바깥을 감싸는 유동 슬리브를 포함하되,
상기 라이너의 표면에는,
축방향을 따라 복수의 리브가 돌출되도록 배치되고, 상기 리브에는 축방향을 따라 일정한 간격으로 블럭이 더 돌출되도록 형성되어 상기 블럭 사이에는 쿨링홀이 마련되되,
인접한 어느 한 리브 사이의 제1 유로 간격은, 상기 제1 유로 간격과 인접한 제2 유로 간격과 다르고, 상기 제1 유로 간격 및 제2 유로 간격이 반경방향을 따라 반복적으로 배치되어 냉각용 압축공기가 압력이 낮은 유로로 상호 침투되도록 구비되는 난류 발생부를 포함하고,
상기 난류 발생부는, 축방향을 따라 상기 제1 유로 간격 및 제2 유로 간격이 각각 제2 유로 간격 및 제1 유로 간격으로 가변되도록 상기 리브에는 결절부가 형성되는 것을 특징으로 하는 덕트 조립체.
As a duct assembly provided in the combustor:
Transition pieces;
A liner connected via the transition piece and an elastic support means; And
It includes a flow sleeve surrounding the outside of the transition piece and the liner,
On the surface of the liner,
A plurality of ribs are arranged to protrude along the axial direction, and the ribs are formed to protrude blocks at regular intervals along the axial direction to provide cooling holes between the blocks.
The first flow path gap between any adjacent ribs is different from the second flow path gap adjacent to the first flow path gap, and the first flow path gap and the second flow path gap are repeatedly arranged along the radial direction to compress compressed air for cooling. It includes a turbulence generating portion provided to penetrate each other in a low pressure flow path,
The turbulence generating unit, the duct assembly characterized in that the ribs are formed in the rib so that the first flow path spacing and the second flow path spacing in the axial direction is variable to the second flow path spacing and the first flow path spacing, respectively.
제19항에 있어서,
상기 난류 발생부는,
상기 리브에 형성된 블럭의 전후면이 경사지도록 형성되어 상기 쿨링홀에 의해 형성되는 유로가 사선방향으로 유도되는 것을 특징으로 하는 덕트 조립체.
The method of claim 19,
The turbulence generating unit,
Duct assembly characterized in that the front and rear surfaces of the block formed on the rib are inclined so that the flow path formed by the cooling hole is guided in a diagonal direction.
제20항에 있어서,
상기 블럭의 경사면은 상기 제1 유로 간격 또는 제2 유로 간격을 중심으로 대칭되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 덕트 조립체.
The method of claim 20,
The inclined surface of the block is a duct assembly characterized in that it is formed to be symmetrical about the first flow path spacing or the second flow path spacing.
제20항에 있어서,
상기 블럭의 경사면은 축방향에 대하여 예각을 형성하는 것을 특징으로 하는 덕트 조립체.
The method of claim 20,
Duct assembly characterized in that the inclined surface of the block forms an acute angle with respect to the axial direction.
삭제delete 삭제delete 가스 터빈용 연소기로서:
덕트 조립체를 구비하되,
상기 덕트 조립체는,
트랜지션 피스;
상기 트랜지션 피스와 탄성 지지수단을 매개로 연결된 라이너; 및
상기 트랜지션 피스 및 라이너의 바깥을 감싸는 유동 슬리브를 포함하되,
상기 라이너의 표면에는,
축방향을 따라 복수의 리브가 돌출되도록 배치되고, 상기 리브에는 축방향을 따라 일정한 간격으로 블럭이 더 돌출되도록 형성되어 상기 블럭 사이에는 쿨링홀이 마련되되,
인접한 어느 한 리브 사이의 제1 유로 간격은, 상기 제1 유로 간격과 인접한 제2 유로 간격과 다르고, 상기 제1 유로 간격 및 제2 유로 간격이 반경방향을 따라 반복적으로 배치되어 냉각용 압축공기가 압력이 낮은 유로로 상호 침투되도록 구비되는 난류 발생부를 포함하고,
상기 난류 발생부는, 축방향을 따라 상기 제1 유로 간격 및 제2 유로 간격이 각각 제2 유로 간격 및 제1 유로 간격으로 가변되도록 상기 리브에는 결절부가 형성되는 것을 특징으로 하는 연소기.
As a combustor for gas turbines:
Provided with a duct assembly,
The duct assembly,
Transition pieces;
A liner connected via the transition piece and an elastic support means; And
It includes a flow sleeve surrounding the outside of the transition piece and the liner,
On the surface of the liner,
A plurality of ribs are arranged to protrude along the axial direction, and the ribs are formed to protrude blocks at regular intervals along the axial direction to provide cooling holes between the blocks.
The first flow path gap between any adjacent ribs is different from the second flow path gap adjacent to the first flow path gap, and the first flow path gap and the second flow path gap are repeatedly arranged along the radial direction to compress compressed air for cooling. It includes a turbulence generating portion provided to penetrate each other in a low pressure flow path,
The turbulence generating unit, the combustor characterized in that the ribs are formed in the rib so that the first flow path spacing and the second flow path spacing in the axial direction is variable to the second flow path spacing and the first flow path spacing, respectively.
제25항에 있어서,
상기 난류 발생부는,
상기 리브에 형성된 블럭의 전후면이 경사지도록 형성되어 상기 쿨링홀에 의해 형성되는 유로가 사선방향으로 유도되는 것을 특징으로 하는 연소기.
The method of claim 25,
The turbulence generating unit,
Combustor characterized in that the front and rear surfaces of the block formed on the rib are inclined so that the flow path formed by the cooling hole is guided in a diagonal direction.
제26항에 있어서,
상기 블럭의 경사면은 상기 제1 유로 간격 또는 제2 유로 간격을 중심으로 대칭되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 연소기.
The method of claim 26,
Combustor characterized in that the inclined surface of the block is formed to be symmetric about the first flow path spacing or the second flow path spacing.
제26항에 있어서,
상기 블럭의 경사면은 축방향에 대하여 예각을 형성하는 것을 특징으로 하는 연소기.
The method of claim 26,
Combustor characterized in that the inclined surface of the block forms an acute angle with respect to the axial direction.
삭제delete 삭제delete
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